Augsburger Physiker finden durchstimmbare Supraleitung
Supraleiter sind Materialien, die den elektrischen Strom ohne Verluste transportieren können. In einer Kollaboration mit Arbeitsgruppen der Universitäten Genf, Zürich, Paris und Rom haben Prof. Dr. Jochen Mannhart und seine Mitarbeiter Dr. German Hammerl und Stefan Thiel am Lehrstuhl für Experimentalphysik VI/EKM es geschafft, einen siebzig Jahre alten Traum zu realisieren und mit einer frei wählbaren kleinen elektrischen Spannung die Eigenschaften eines Supraleiters durchzustimmen.
Der hierzu verwendete Supraleiter besteht aus einem isolierenden Kristall (Strontiumtitanat) auf das in den Augsburger Labors mittels eines Laserepitaxie-Verfahrens eine isolierende Schicht eines zweiten Materials (Lanthanaluminat) gewachsen wurde. An der Grenzfläche zwischen diesen perfekt isolierenden Substanzen bildet sich erstaunlicherweise ein neuartiger elektronischer Zustand der Materie aus, eine hauchdünne Schicht, die Strom ohne elektrischen Widerstand transportieren kann. Diese supraleitende Schicht ist nur ein Millionstel Millimeter dick. Kühlt man die beiden Kristalle auf sehr tiefe Temperaturen von etwa -273° C ab, dann bildet diese Schicht ein exakt zweidimensionales supraleitendes System.
Die Eigenschaften dieses Supraleiters werden von der Anzahl der sich an der Grenzschicht befindenden Elektronen bestimmt. Diese Dichte lässt sich nun in einzigartiger Weise durch kleine angelegte elektrische Spannungen variieren. Mit solchen Spannungen gelang es den Physikern, die Eigenschaften der Supraleitung kontinuierlich zu ändern und die Abhängigkeit der Supraleitung von der Elektronendichte im Detail zu analysieren.
Da solche Messungen aufschlussreiche neue Informationen über die Eigenschaften der Supraleitung liefern, waren sie seit etwa siebzig Jahren immer wieder Ziel ehrgeiziger Experimente. In der aktuellen Nature-Ausgabe berichtet die internationale Arbeitsgruppe um die Augsburger Physiker ausführlich, wie es ihr gelungen ist, dieses Problem zu knacken, um damit das Tor zu weiteren Experimenten zu öffnen, mit denen die Physik dieser spannenden Supraleiter geklärt werden kann.
Kontakt:
Prof. Dr. Jochen Mannhart
Institut für Physik der Universität Augsburg
86135 Augsburg
Telefon 0821/598-3651
jochen.mannhart@physik.uni-augsburg.de
Media Contact
Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie
Von grundlegenden Gesetzen der Natur, ihre elementaren Bausteine und deren Wechselwirkungen, den Eigenschaften und dem Verhalten von Materie über Felder in Raum und Zeit bis hin zur Struktur von Raum und Zeit selbst.
Der innovations report bietet Ihnen hierzu interessante Berichte und Artikel, unter anderem zu den Teilbereichen: Astrophysik, Lasertechnologie, Kernphysik, Quantenphysik, Nanotechnologie, Teilchenphysik, Festkörperphysik, Mars, Venus, und Hubble.
Neueste Beiträge
Nanofasern befreien Wasser von gefährlichen Farbstoffen
Farbstoffe, wie sie zum Beispiel in der Textilindustrie verwendet werden, sind ein großes Umweltproblem. An der TU Wien entwickelte man nun effiziente Filter dafür – mit Hilfe von Zellulose-Abfällen. Abfall…
Entscheidender Durchbruch für die Batterieproduktion
Energie speichern und nutzen mit innovativen Schwefelkathoden. HU-Forschungsteam entwickelt Grundlagen für nachhaltige Batterietechnologie. Elektromobilität und portable elektronische Geräte wie Laptop und Handy sind ohne die Verwendung von Lithium-Ionen-Batterien undenkbar. Das…
Wenn Immunzellen den Körper bewegungsunfähig machen
Weltweit erste Therapie der systemischen Sklerose mit einer onkologischen Immuntherapie am LMU Klinikum München. Es ist ein durchaus spektakulärer Fall: Nach einem mehrwöchigen Behandlungszyklus mit einem immuntherapeutischen Krebsmedikament hat ein…
